MILANO - Sicure, convenienti, facilmente scalabili e ad alta densità di potenza. Sono queste le caratteristiche che rendono le batterie all’acqua di mare un’efficace alternativa alle tradizionali batterie agli ioni di litio.
I primi prototipi
Per batteria si intende un dispositivo elettrochimico che accumula carica. Esso è formato, in sintesi, da un catodo, un anodo, un elettrolita e un separatore. La ricerca sulle batterie ad acqua di mare parte dalla già nota batteria allo zinco a base d’acqua, su cui aveva lavorato un team dello US Army Research Laboratory. Per quanto siano stati oggetto di studio per diversi anni, questi accumulatori hanno mostrato alcuni difetti: una bassa densità di energia, che quindi rendeva non sufficiente la quantità di carica che potevano stoccare; una ridotta tensione d’uscita; l’instabilità dell’anodo metallico. A causa di questi difetti, i prototipi realizzati si sono rivelati in grado di alimentare solo piccoli elettrodomestici.
La nuova batteria all’acqua di mare
Un team di ricerca della Oregon State University College of Engineering* ha, di recente, messo a punto un nuovo prototipo capace di risolvere i problemi delle tradizionali batterie zinco-acqua di mare. Rispetto ai modelli precedenti, per rivestire l’anodo è stata introdotta la nano-lega di zinco-manganese. Il nuovo design garantisce almeno 1000 ore di cicli di carica e scarica sotto corrente elevata, con prestazioni stabili e senza mostrare segni di degrado. “L’uso della lega con la sua speciale nanostruttura - afferma Zhenxing Feng, ingegnere chimico coinvolto nel progetto - non solo sopprime la formazione di dendriti controllando la termodinamica della reazione superficiale e la cinetica di reazione, ma dimostra anche un’altissima stabilità su migliaia di cicli in condizioni elettrochimiche difficili.”
L’importanza di fonti di energia rinnovabili
Produrre e stoccare l'energia in maniera pulita ed ecosostenibile, come può avvenire attraverso le batterie all’acqua di mare, rappresenta oggi un obiettivo per Governi, istituti ed enti di ricerca pubblici e privati. L'attenzione per le fonti di energia rinnovabili e la ricerca per renderle sempre più efficienti e competitive sul mercato è sempre più alta e interessa, ormai, qualsiasi settore abbia a che fare con la tematica energetica. Per questo, anche l’industria dello stoccaggio dell'energia si sta mostrando maggiormente sensibile in tal senso. Pile e batterie sono tra i principali responsabili dell'inquinamento ambientale. Utilizzare batterie che sfruttino energia rinnovabile può quindi ovviare al problema dell'inquinamento da batterie e favorire uno stile di vita sempre più sostenibile, che riguardi sia i processi industriali sia la vita in città.
Di Salvatore Galeone
Bibliografia:
*Stable, high-performance, dendrite-free, seawater-based aqueous batteries; Naute Communication, Jan. 2021
